一种直流配电网线路单极接地故障定位方法与流程

技术特征：

1.一种基于VSC的直流配电网线路单极接地故障定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)根据基于VSC的直流配电网线路发生单极接地故障时欠阻尼和过阻尼情况下电流的暂态特性方程，获得故障电流微分初始值表达式；

2)根据所述故障电流微分初始值表达式，利用插值算法对故障电流微分初始值进行替代；

3)根据所述故障电流微分初始值表达式，获得包含故障电流微分初始值的故障定位值表达式；

4)将步骤3)得到的故障定位值表达式与回路电流方程结合，得到基于VSC的直流配电网线路发生单极接地故障时的故障定位方程；

5)获取单极接地故障发生前后电压、电流值信息，结合步骤2)得到的故障电流微分初始值以及步骤4)得到的故障定位方程，得到故障定位值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述故障电流微分初始值表达式为：

$\frac{di\left(t\right)}{dt}{|}_{t=0^{+}}=k=\frac{v_c\left(0\right)}{L}-i_L\left(0\right)\frac{R}{L}---\left(1\right)$

v_c(0)是故障前的直流电压，i_L(0)是故障前的直流电流，R＝R_eq+R_f，L＝L_eq，R及L分别为直流侧出口处到正、负极线路上故障点的总电感及总电阻，R_f为过渡电阻，R_eq及L_eq为直流侧出口处到正、负极线路上故障点的线路电阻及电感。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述利用插值算法对所述故障电流微分初始值进行替代的方法为：

在t＝0⁺时刻，取得极大值，因此，

$\begin{array}{c}\frac{di\left(t\right)}{dt}{|}_{t=0^{+}}=k=\frac{v_c\left(0\right)}{L}-i_L\left(0\right)\frac{R}{L}=\frac{-3i\left(t_0\right)+4i(\mathrm{\Δ}t+t_0)-i(t_0+2\mathrm{\Δ}t)}{2\mathrm{\Δ}t}\\ =\max \left\{\frac{-3i\left(t\right)+4i(\mathrm{\Δ}t+t)-i(t+2\mathrm{\Δ}t)}{2\mathrm{\Δ}t}\right\}\end{array}---\left(2\right)$

i(t)为在t时刻的电流采样值，i(Δt+t)为采样间隔Δt后的电流采样值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述包含故障电流微分初始值的故障定位值表达式为：

$x=\frac{v_c\left(0\right)-R_f{i}_L\left(0\right)}{{\mathrm{kL}}_u+R_u{i}_L\left(0\right)}---\left(3\right)$

式(3)中，R_u和L_u分别为单位线路长度的电阻和电感，x为故障定位值，k为故障电流微分初始值。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤4)中，所述回路电流方程为：

${\mathrm{xR}}_{u}i+R_{f}i+{\mathrm{xL}}_u\frac{di}{dt}=U_{dc}^{\′}---\left(4\right)$

将步骤3)得到的故障定位值表达式与回路电流方程结合，得到基于VSC的直流配电网线路发生单极接地故障时的故障定位方程：

$x=\frac{{\mathrm{iv}}_c\left(0\right)+i_L\left(0\right)U_{dc}^{\′}}{(ik-\frac{di}{dt}{i}_L(0\left)\right)L_u}---\left(5\right)$

x为故障定位值，k为故障电流微分初始值，v_c(0)是故障前的直流电压，i_L(0)是故障前的直流电流，R_u和L_u分别为单位线路长度的电阻和电感，R_f为过渡电阻，U’_dc为直流侧直流电压。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤5)中，所述获取单极接地故障发生前后电压、电流值信息是通过提取单极接地故障发生前后电压、电流录波波形进行分析实现的。